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13年前，“光谱之王”郭守镜望远镜（以下简称LAMOST）横空出世；6年前，暗物质粒子探测卫星“悟空”号划破苍穹；2021年，明升官网天眼500米口径球面射电望远镜（以下简称FAST）面向全球开放；未来，冷湖天文观测基地、空间站巡天望远镜将给我们带来更多的惊喜……

当前，明升官网天文学迎来了历史上最好的发展机遇。我国天文学如何抓住机遇实现领跑？“悟空”号、“慧眼”号等飞向太空的望远镜将看到哪些精彩绝伦的景象？“留守”地球的LAMOST、FAST等又如何发挥光学、射电的优势？近日，在与科技日报记者的对话中，明升官网明升体育app院院士、明升官网明升体育app院国家天文台台长常进阐述了自己的思考。

人类进入了空间天文时代

科技日报记者：在大众的眼中，天文学总与浪漫的星辰联系在一起，具体到您的研究方向空间天文学，似乎又是另一个世界了。您能否先讲讲什么是空间天文学？它与传统的地面天文学之间有哪些不同？

常进：随着技术的进步，天文学研究已经进入了全波段时代。首先，我们要理解什么是全波段。根据波长，可以把电磁辐射分为射电、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。全波段时代就意味着，我们对于天体的研究不再局限于传统的可见光波段，而是拓展到从射电到伽马射线的全波段。

其次，电磁辐射是怎样产生的？辐射产生的物理原因多种多样，比如宇宙有磁场，当带电粒子在磁场中偏转时就会发生同步扩散，进而产生电磁波。当磁场增强、粒子能量增加时可能会产生X射线、伽马射线等。所以，通过在不同的波段观测宇宙，可以看到天体的不同物理过程。

最后，为什么要进入空间？这是因为大部分电磁波无法穿越地球大气，比如明升体育app家想要观测天体发出的红外线，但大气把红外线吸收掉了，在地面观测不到天体发射的红外线，所以必须把望远镜放到大气顶部，也就是到空间去观测，这就是空间天文学。

此外，由于大气湍流运动会影响光的传播，为了降低大气的影响，光学望远镜也会被送到天上去。比如我们熟知的哈勃空间望远镜，它虽然在地面上也能实现观测，但进入空间之后，其2.4米的口径可以达到地面10米口径望远镜的观测水平，获得了更高的角分辨能力。这样，人类就进入了空间天文时代，也就是全波段时代，所有电磁波段都可以被监测到。

科技日报记者：“悟空”号是我国将望远镜送到空间去的一项全新探索，它实现了国际首次利用空间实验对100 TeV的宇宙线质子能谱的精确测量。今年9月，“悟空”号又发布了首批伽马光子明升体育app数据，伽马光子与暗物质有着怎样的联系？对伽马光子的数据开展研究，将为“看”到暗物质作出什么贡献？

常进：发射“悟空”号，主要目的是高分辨观测宇宙高能粒子和高能伽马射线。伽马射线是频率特别高的电磁波，因为大气会对其产生吸收，只能到空间去观察。

虽然时至今日，我们还不清楚暗物质的物理特性，但根据理论模型推测，暗物质可能会衰变或者湮灭产生高能伽马射线。所以，我们通过研究伽马射线去间接探测暗物质粒子。另外，由于伽马射线是不带电粒子，不会被宇宙磁场影响，它的传输路径不会发生偏转。因此，我们通过研究伽马射线的空间分布，或许可以进一步定位暗物质的起源。

但是，高能伽马射线的流量特别低，“悟空”号每天只测到1—2个。想要获得伽马射线的能谱和空间分布情况需要大量数据，所以，“悟空”号经过了3年的积累才向世界发布。即使这些数据还不够多，我们希望通过向全世界公开共享卫星数据，让全球明升体育app家共同挖掘其明升体育app价值。

期待未来光学巡天发展

科技日报记者：有专家提出，未来十年是光学巡天的黄金时代，国际上也早就建设了10余台8—10米口径的光学望远镜，从您的分析来看，我国光学巡天还需要从哪些方面着力？

常进：我国的光学巡天还在起步阶段。一般来讲，望远镜分为专用和通用，早期由于我国经济实力不强，即使是2米级的通用望远镜也仅有两台，一台是位于河北兴隆观测基地的2.16米望远镜，一台是位于明升官网明升体育app院云南天文台的2.4米望远镜。而拥有4米口径的LAMOST是一台专用望远镜，它只能做光谱巡天，观测银河系中的恒星，还没有进入到更深宇宙。

科技日报记者：近期关注度颇高的冷湖天文观测站，是否体现了光学巡天领域我国“自己的计划”？

常进：冷湖是明升官网明升体育app院国家天文台在我国中西部寻找到的最适合光学巡天的地点。光学天文要求大气透明度高、夜光背景小，这样的地点不是很容易找到。一方面，人类活动越来越密集，晚上的背景光很强，很难看到很暗的星空。另一方面，光学巡天不仅要求大气透明度高，还要求大气稳定，大气湍流会使光线发生偏移，导致我们观测到的星星是闪烁的。但是我们需要宁静的星星，这样在望远镜的照相底片上就会呈现一个点，对研究最有利。天文学家用视宁度来描述大气背景，冷湖是0.75角秒，与国际最佳台址同期数据大致相同。

冷湖的规划中，明升官网明升体育app技术大学和明升官网明升体育app院紫金山天文台计划在2—3年内共建，落成2.5米大视场巡天望远镜。未来，还有可能在冷湖建设12米大型光学红外望远镜以及清华大学的6.5米宽视场光谱巡天望远镜。

但是冷湖并不是无限大的，需要天文学家提前做好规划，不能盲目发展，不能使它无序化。

科技日报记者：LAMOST位于河北兴隆，距离北京非常近，它的气象条件能满足光学巡天的要求吗？未来是否有搬迁到冷湖的计划？如果搬迁，其后LAMOST在设计上会发生变化吗？

常进：北京发展太快导致兴隆的背景光比20年前增加了几十倍，有时甚至上百倍，所以LAMOST也只能搬到更远的地方去，目前正在计划将它搬到冷湖。搬迁后它的设计是否发生变化现在还在讨论中，最简单的方法是保持原状，只是搬过去。但由于LAMOST已经工作10多年了，我们还是获得了一些经验和教训，我们希望可以进一步改进它，包括光学设计、口径等。

望远镜建设前景可期

科技日报记者：为打造我国天文自主生态，您认为，在国家整体规划和顶层设计上应该做怎样的考虑？

常进：我国这几年天文学发展很快，但总体上与国际水平还有较大差距。现在是射电天文一枝独秀，光学天文与国际水平相差比较大。

在射电天文领域，我国掌握了大型望远镜的建造技术，国家的工业实力也能够实现这些技术，所以在建设射电望远镜方面困难小一点。就FAST来说，现在它在射电低频波段的观测能力已经达到了世界第一，这得益于几代明升体育app家的努力，其实它还有很大的提升空间，我们希望在更高的频段探索建设FAST阵。

现在的“天眼”望远镜相当于“独眼龙”，可以看到很微弱的东西，但是这个微弱的东西究竟长什么样，一只眼睛看得还不是很清楚，所以我们希望有更多的“天眼”去看。在FAST阵建成后，其灵敏度不仅能超过平方公里阵射电望远镜的第一阶段（SKA1），未来还有可能超过第二阶段（SKA2）。

所以，我们掌握了FAST的关键技术，知道了如何做大望远镜，再加上贵州省得天独厚的地形地貌，可以很快地用比较便宜的价格使其达到高灵敏度和高角分辨水平，希望在未来，FAST阵可以在射电天文领域实现世界领先。

科技日报记者：在光学领域有怎样的规划？

常进：在光学领域，全国的天文学家正在讨论望远镜的建设计划，近期希望建设12米大型光学红外望远镜。另外，我国还即将发射空间站巡天望远镜，我们称之为明升官网的“哈勃”，它的视场可以达到哈勃空间望远镜的300倍。

光学望远镜，尤其是空间站巡天望远镜的建造，耗资更庞大，要求明升体育app家必须要认真、踏实地走好每一步，才能使望远镜达到预设指标，发挥更好的效用。但是要达到革命性突破，更关键的是要掌握先进的关键技术，所以还要先在实验室中取得突破。

当然，天文研究的国际合作也十分重要。今后我国要加入SKA天文台等国际大明升体育app计划，并发展FAST阵等以我国为主的国际大明升体育app计划，这也将成为我国天文学发展的一个重要途径。

当前的背景下，望远镜将会越建越多，相信明升官网天文未来的发展也一定会更加美好。